Top Banner
Page 1 資資資資 Zigbee 資資資資資資資資資資資 陳陳陳 [email protected] 陳陳陳陳 陳陳陳 陳陳陳陳陳陳
17

Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 [email protected] 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Dec 30, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 1

資策會在 Zigbee感測網路協定的研發現況

陳澤民 [email protected]

網路多媒體研究所 創新前瞻中心

Page 2: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 2

The Wireless MarketS

HO

RT

<

R

AN

GE

>

LO

NG

LOW < DATA RATE > HIGH

PAN

LAN

TEXT GRAPHICS INTERNET HI-FI AUDIO

STREAMINGVIDEO

DIGITALVIDEO

MULTI-CHANNELVIDEO

Bluetooth1

Bluetooth 2ZigBee

802.11b

802.11a/HL2 & 802.11g

(West Technology Research Solutions 2004/2)Estimates that by 2008 "annual shipments for ZigBee chipsets into the home automation segment alone will exceed 339 million units," and will show up in "light switches, fire and smoke detectors, thermostats, appliances in the kitchen, video and audio remote controls, landscaping, and security systems."

Page 3: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 3

Frequencies and Data Rates

BAND COVERAGE DATA RATE # OF CHANNEL(S)

2.4 GHz ISM Worldwide 250 kbps 16

868 MHz Europe 20 kbps 1

915 MHz ISM Americas 40 kbps 10

Page 4: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 4

MAC & PHY: IEEE 802.15.14

PHY operates in two separate frequency ranges 868/915 MHz &

2.4 GHz

MAC controls access to the radio channel using a CSMA-CA

mechanism.

MAC responsibilities:

– Transmitting beacon frames

– Network synchronization

– Providing a reliable transmission mechanism

Page 5: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 5

Zigbee Core Markets

Page 6: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 6

目前研發重點一 : Zigbee Protocol Stack

PHY LAYERPHY LAYER

MAC LAYERMAC LAYER

NETWORK LAYERNETWORK LAYER

APPLICATION FRAMEWORKAPPLICATION FRAMEWORK

APPLICATION PROFILE & Potential Applications

APPLICATION PROFILE & Potential Applications

IEEE802.15.4

ZigbeeAlliance

採用 Chipcon CC2420元件或其他支援 802.15.4的元件

資策會網多所創新前瞻中心設計

SecuritySecurity

Page 7: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 7

ZigBee Devices Type Model

ZigBee Physical Device Type

FFD – Full Function Device

RFD – Reduced Function Device

• Distinguishes type of ZigBee hardware platform

ZigBee LogicalDevice Type

ZigBeeCoordinator

ZigBeeRouter

• Distinguishes the Physical Device Types deployment in a specific ZigBee network

ZigBeeEndDevice

ApplicationDevice Type

e.g.Light Sensor

e.g.LightingController

• Distinguishes the type of device from an end-user perspective...

• ZigBee products are combination of Application, ZigBee Logical, and ZigBee Physical device types• Profiles may define specific requirements for this combination, but can also leave this up to manufacturers

Page 8: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 8

ZigBee Network Model

ZigBee End Device (RFD or FFD)

ZigBee Router (FFD)

ZigBee Coordinator (FFD)

Mesh Link

Star Link

Page 9: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 9

Zigbee Protocol Stack技術目標項目

In a wireless mesh network, multiple nodes cooperate to relay a message to its destination. The mesh topology enhances the overall reliability of the network, which is particularly important when operating in harsh industrial environments.

- Ad hoc, multihop networkA node can send and receive messages, and in a mesh network, a node also functions as a router and can relay messages for its neighbors.

- Self-ConfiguringThe network discovers the new node and automatically incorporates it into the existing system.

- Self-Healing NetworkA mesh network is self-healing because human intervention is not necessary for re-routing of messages.

- Sensor network Monitor

Page 10: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 10

目前研發重點二

H/W Reference Design

– Min set for remote controller

– Expansive prototyping module

Reference demo Application

– Object & People Tracking

– Sensing & Control

Page 11: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 11

Chipcon CC2420 測試結果分享 電耗

– TX 0 DB 18.70mA @3.3V (Max Output)

-25 DB 18.38mA @3.3V (min Output)

– RXAvg. 18.54 mA @3.3V

干擾 障礙 距離

Page 12: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 12

Chipcon CC2420 IEEE 802.15.4 Functionality within the MAC and PHY

CSMA-CA Link quality measurements Data transfer Security Retransmission Frame acknowledgement Association & Disassociation Beacon notification Orphaning Receiver control Power control Channel scanning (energy, active, passive) Communication status reporting MAC attribute access Starting networks Synchronize to networks Polling data

Page 13: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 13

干擾 測試環境為國際大樓 12F 資策會辦公室( RF 混雜環境)

無線電源 評估結果

藍牙 不受影響

GSM 不受影響

802.11 AP 不受影響

802.11 網路卡 不受影響

微波爐 有影響

Page 14: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 14

穩定距離 測試環境為國際大樓 12F 資策會辦公室 ( 一般 OFFICE OA 隔間 ) 在 12F 辦公室中,可以達到直線 18 公尺以上的距離

AP

18m

Page 15: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 15

LQI vs. Distance

Page 16: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 16

Object Tracking based on Zigbee MAC

Page 17: Page 1 資策會在 Zigbee 感測網路協定的研發現況 陳澤民 tmchen@iii.org.tw 網路多媒體研究所 創新前瞻中心.

Page 17

謝謝聆聽

資策會網路多媒體研究所 創新前瞻中心